• بازدید : 54 views
  • بدون نظر
مقدمه :
اساسی ترین کاربرد ترمودینامیک در متالوژی فیزیکی پیش بینی حالت تعادل برای یک آلیاژ است . 
در بررسی های مربوط به دگرگونی های فازی ما همیشه با تغییر سیستم به سمت تعادل روبه رو هستیم. بنابراین ترمودینامیک به صورت یک ابزار بسیار سودمند می تواند عمل کند. باید توجه داشت که ترمودینامیک به تنهایی نمی تواند سرعت رسیدن به حالت تعادل را تعیین کند . 

  • بازدید : 64 views
  • بدون نظر

این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده:

– تريبو لوژي و تريبوسيستم :
تريبولوژي به معني مالش و لغزش است و به مطالعه بر روي سايش، اصطكاك و روان كاري سطوح در گير در حركت نسبي و موضوعات مربوط به آن 
مي پردازد.
تريبوسيستم : به بررسي سيستم مهندسي با پارمترهاي ورودي نيرو، زمان ، سرعت و… و پارامترهاي دروني انتقال حرارت و زبري سطوح و تغيير خواص مكانيكي در حين آزمايش و در نهايت پارامترهاي خروجي سايش، اصطكاك و صدا مي پردازد. [۲]

۱-۳-۲- تعريف سايش و عوامل اثر گذار روي آن :
سايش فرآيندي است كه در آن، تلفات مكانيكي مواد، در اثر حرکت دو سطح بر روي هم و جدا شدن ذرات از سطح در اثر اصطکاک صورت مي گيرد. عوامل موثر بر سايش عبارتند از : شرايط سطوح ، ريز ساختار زمينه ،  اصطكاك ، نيرو، سرعت ، زمان ، محيط ، درجه حرارت ، استحكام ، چقرمگي ، شكل ، اندازه ، نحوه توزيع و نوع ذرات تقويت کننده.
۲-۳-۲- انواع مكانيزم هاي سايش :
به طور کلي مکانيزم سايش به پنج دسته تقسيم مي شود: سايش چسبان ، سايش خراشان، سايش خستگي ، سايش ورقه اي و سايش اکسايشي. [۲] 
۱-۲-۳-۲- سايش چسبان :
 تئوري سايش چسبنده از سال ۱۹۵۹ توسط Archard و برخي محققين براي تشريح مكانيزم سايش شديد فلزات توسعه يافته است. اين تئوري بر اساس اتصال چسبنده سطح در مقياس كوچك استوار است. با اعمال نيروهاي عمودي، تنش هاي ايجادي در نوك برآمدگي هاي سطح افزايش يافته تا به حد تسليم برسد و تغيير شكل پلاستيك رخ دهد و سطح واقعي تماس با ادامه اعمال نيرو بيشتر مي شود تا بتواند تنشهاي اعمالي را تحمل كند. فيلم هاي اكسيدي سطحي، چسبندگي را شديدا كاهش مي دهند و ازطرفي نيروهاي مماسي مي توانند سب حذف اين فيلم ها شده و جوش سرد در محل اتصال ايجاد كند. با ادامه لغزش در ماده نرم يا فصل مشترك نرم و سخت، شكست اتفاق مي افتد و يك تكه از فلز نرم به سطح سخت مي چسبد يا اينكه شكست در فصل مشترك ايجاد ذره سايشي در سطح نرم مي كند كه در نهايت، سايش ( تلفات سطوح ) را در پي دارد. نرخ سايش چسبنده به عوامل مختلفي مثل شرايط محيطي، نيروي اعمالي، سرعت، شرايط عملي و خواص فيزيكي سطوح بستگي دارد.
۲-۲-۳-۲- سايش خراشان :از بين رفتن سطح نرم توسط سطح سخت، سايش خراشان ناميده
 مي شود. دو حالت كلي براي اين سايش وجود دارد:
۱) دو بعدي: كه سطح سخت، يكي از سطوح سايش است .
۲) سه بعدي: ذره هاي كوچك و سخت در لابه لاي دو سطح سايش است.
در اين حالت برآمدگي سطح سخت به داخل سطح نرم فرو مي رود و با نيروي مماسي، كندگي سطوح نرم را سبب مي شود. هرگاه سختي جسم نرم به بيش از نصف سختي جسم سخت برسد، امكان تغيير شكل پلاستيك در زير سطح جسم سخت در نتيجه خستگي وجود دارد به همين خاطر در حالت الاستيك، خستگي مكانيزم غالب در سايش است. 
در اين مكانيزم مقاومت به سايش كامپوزيت، تابع نسبت سختي زمينه به سختي ساينده است. اگر اين نسبت بين ۵/۱-۳/۱ باشد، نرخ سايش كاهش مي يابد. [۲و۵]
سايش خراشان سه نوع است :    (در شکل (۲-۲)) ]۴[
 1) خراش تحت تنش پائين : كه بدون شكست مواد مي باشد و در اين حالت براي مقاومت به سايش به مواد با سختي بالا احتياج است . 
۲) خراش در تحت تنش بالا : در اين حالت، هم نفوذ به داخل سطح و هم خرد شدن سطح اتفاق مي افتد. 
۳) خراش با ضربه : در اين حالت، پارگي سطح تحت سايش اتفاق مي افتد.                                                                                             
شکل(۲-۲): دسته بندي سايش خراشان تحت: الف)تنش کم   ب) تنش بالا   ج)  ضربه
۳-۲-۳-۲- سايش خستگي :
اين سايش در تماسهاي غلتشي يا  لغزشي در نرخ هاي پائين سايش به وجود مي آيد و اگر سطوح سايش با يك روانكار از هم جدا شوند به طوريكه تماس مستقيم جامد به جامد را نداشته باشيم مانند ياتاقانها ، مكانيزم سايش از نوع خستگي است. يا در اثر بار گذاري مكرر، برآمدگي هاي جسم نرم توسط جسم سخت، صاف و هموار شده و جسم سخت به راحتي بر روي جسم نرم لغزش مي كند. به علت سيكل تناوبي تنش كششي و فشاري، جوانه زني ترك سطحي اتفاق
 مي افتد و با ادامه سيكل و به هم پيوستن جوانه ها و اشاعه آنها، سايش در قطعه بوجود مي آيد.
سايش خستگي به تنش وارده بستگي دارد و مقدارش از سايش چسبان كمتر و با افزايش سختي سطح تغيير شكل سطحي كاهش مي يابد. همچنين افزايش چقرمگي، رشد تركها را كندتر ميكند. [۵,۲]
۴-۲-۳-۲- سايش ورقه اي :
جدا شدن ورقه اي سطح مورد سايش دراثر ايجاد تركهاي زير سطحي ناشي از سيكل هاي تناوبي كشش و فشار كه از تنش كششي جوانه زني ترك و رشد آن و از تنش فشاري سه محوري توقف رشد را داريم و دراين حالت كليه برآمدگي سطح نرم توسط سطح سخت صاف مي شود لغزش سطوح روي هم راحتتر مي شود که با جوانه زني و رشد ترکها و اشاعه آنها به تمامي سطح زير محلهاي تماس جداشدن به شکل ورقه از روي سطوح را در پي دارد.
۵-۲-۳-۲- سايش اكسايشي :
اگر تغيير شيميايي در سطح مواد در اثر شرايط محيطي ايجاد  گردد و اين سطح در اثر لغزش حذف شود سطح تميزي در تماس مجدد با محيط قرار گرفته و تكرار اين عمل، سبب سايش ماده مي گردد. [۵,۲]       
 (2-2) V = Kf . T [A/H] ½                                                                           
V = سرعت سايش حجم (mm3/sec)
Kf = احتمال شكست 
T = سرعت رشد لايه اكسيدي ) mm/sec)
A = مساحت ظاهري تماس (mm2 )
H = سختي ماده بر حسب مقياس نوپ
دراين سايش فاكتور شيميايي از مكانيكي مهم تر است. [۵]
۳-۳-۲- پارامتر سايش :
 در آزمايش  MBWT(آزمايش سايش گلوله هاي علامتدارMarked Ball Wear Test=) تفاوت جرم اوليه و نهايي را محاسبه و با فرض كروي بودن گلوله هاي سايشي و با رابطه زير و محاسبه نسبت قطر متوسط از دست رفته گلوله آزمايشي به قطر متوسط از دست رفته گلوله مبنا ضربدر ۱۰۰، پارامتر سايش محاسبه مي شود. مقادير پارامتر سايش كمتر نشان دهنده مقاومت به سايش بهتر است.
       (3-2)                     W/P = 1/6 πd³                                                      
W : جرم گلوله 
d : قطر كاهش يافته از گلوله در اثر سايش
 P : چگالي گلوله        [4]
۴-۳-۲- رابطه بين مقاومت به سايش و سختي :
افزايش سختي باعث افزايش مقاومت به سايش مي شود اين زماني صدق مي كند كه ريز ساختار ها مشابه باشند [۴]
شكل (۳-۲) رابطه بين سختي و مقاومت به خراش را نشان مي دهد:
 
شكل ۳-۲ : اثر سختي روي كاهش وزن ناشي از خراش درلاينرهاي چدني در آزمون پين]۴[

از آزمايش MBWT مي توان بهترين ماده را براي كاربرد مقاومت به سايش انتخاب كرد. در آزمايشاتي كه روي فولاد AISI4140 انجام شده در عمليات كوئنچ در روغن با ريز ساختار مارتنزيتي و بينيتي داراي پارامتر سايشي بالاتر ( مقاومت به سايش كمتر) از همان فولاد كوئنچ در آب كه زمينه كاملا مارتنزيتي دارد مي باشد در اين مورد سختي بالاتر مقاومت به سايش بالاتري هم مي دهد. طبق آزمايشي ديگر كه انجام شده مقاومت به سايش پرليت از فريت همراه سمنتيت كروي و از مارتنزيت تمپر شده كه داراي سختي هاي يكساني هستند بيشتر است و اين نشان 
مي دهد مقاومت به سايش، تنها به سختي بستگي ندارد چون ساختارهاي مختلف با سختي يكسان 
مي توانند رفتارهاي سايشي مختلفي داشته باشند .[۴]    
(۴-۲) رابطه بين سختي و سايش:                                                   V =( K.L.X)     
V : حجم ماده كنده شده يا حذف شده                                                    Pw
L : نيروي وارده 
X : مسافت حركت
Pw : سختي فلز
K : ضريب سايشي خراش [۴]
۵-۳-۲- منحني سايش :
اگر كاهش حجم يا وزن بر حسب مسافت لغزش رسم شود، منحني سايش رسم مي شود. [۲]
۴-۲- كامپوزيت فروتيك :
اين كامپوزيت با استحكام دهنده سراميكي TiC با سختي ۳۲۰۰ ويكرز، تحت نام هاي
 تيك الوي يا فروتيتانيك شناسايي مي شود [۱و۵]. زمينه اين  كامپوزيت مي تواند از فولاد زنگ نزن، فولاد ابزارو يا فولاد آلياژي گرم يا سرد باشد [۳].  TiC  داراي شبكه بلوري شبيه به NaCl و پارامتر شبكه ۴-۱۰± ۴۳۲۹/۰ نانومتر مي باشد [۳]. سختي TiC 33 درصد بيشتر از WC و وزنش كمتر و پايداري آن بيشتر است. کامپوزيتهاي  Fe – TiC،مقاومت به شوك حرارتي ، قابليت ماشينكاري عالي ، اقتصادي بودن روش توليد و هدايت الكتريكي و حرارتي و مقاومت به سايشي حدود ۲۰درصد بيشتر از سرمتهاي WC- Co از خود نشان مي دهند]۵[
شکل (۴-۲) خواص کامپوزيت فروتيک را نشان مي دهد.
۱-۴-۲- انواع كامپوزيتهاي فروتيك [۹] :
۱-۱-۴-۲- كامپوزيتهاي كه با كوئنچ سخت مي شوند :
۱) فروتيك C : كامپوزيتي است که براي ساخت ابزار، قالب و فيكسچرها با مقاومت حرارتي تا ۱۹۰ درجه سانتي گراد ، جذب ارتعاش در حالت آنيل شده بسيار عالي و مدول الاستيك بالا (  psi106× ۲/۴ ) در ساخت قالب  دستگاه سنگ زني استفاده مي شود.
۲) فروتيك CM : دراين گروه CM-25 ها بسيار شبيه C هستند که با اصلاح آناليز شيميايي مقاومت شيميايي تا ۵۳۸ درجه سانتي گراد رسيده  است. درصد بالاي كرم مقاومت به خوردگي و اكسيداسيون را افزايش داده است. فروتيک CM-25 به عنوان اولين نامزد كاربرد تحت سايش در دماي بالا با درصد حجمي كمتر از TiC داراي مقاومت به شوك حرارتي بالاتري از فروتيک C بوده و در عين حال مقاومت سايشي تغيير چنداني نمي كند. اين گروه در مواردي مثل ابزار قالبهاي گرم كار كاربرد دارند.

۳) CHW-25 و CHW-45 :
در شرايط سخت شوك حرارتي و اكستروژن گرم كاربرد دارند. به طوري كه در شرايط ۱۰۶سيكل دشوار خستگي حرارتي، از خود مقاومت نشان مي دهند. اين گروه براي ساخت غلطكهاي نورد گرم و قالبهاي اكستروژن گرم با خواص سايشي عالي مثل WC به همراه شوك پذيري عالي استفاده مي شوند و معادل با آن است که سختي و مقاومت به سايش H13  ( بهترين فولاد ابزار مقاوم به شوك) با كاهش كمي از مقاومت در برابر شوك حرارتي، افزايش يابد.
۴) فروتيك SK : 
در مواردي كه نياز به مقاومت به ضربه بالا، مقاومت به شوك حرارتي بالا تر از C,CM باشد كاربرد دارد. SK با زمينه چقرمه از جنس فولاد گرم كار حاوي نيكل داراي مقاومت سايشي و ضربه پذيري بالاتر از CHW-25 و CHW-45 مي باشد.سختي در حالت گرم و مقاومت به تغيير فرم و شوك پذيري عالي آنرا به عنوان بهترين انتخاب در كاربرد شكل دهي سرد و گرم معرفي نموده است.
۵) فروتيك CS-40 : براي صنايع غذايي و شيميايي كه خوردگي در محيطهاي آبي و اسيد ي دارند كاربرد دارد. آلياژهايي كه براي مقاومت به خوردگي استفاده مي شوند در شرايط سايشي ضعيف عمل مي كنند چون سايش باعث حذف فيلم اكسيدي محافظ خوردگي مي شود در اين فروتيك حضور TiC باعث مقاومت به سايش مي شود علاوه بر اينكه زمينه و فاز استحكام دهنده داراي مقاومت به خوردگي عالي هستند .[۵]
۲-۱-۴-۲- كامپوزيتهايي كه با پير سختي سخت مي شوند :[۹]
۱) فروتيك PK : مقاومت به سايش و خوردگي همراه با استحكام و چقرمگي و شوك پذيري بالا از خصوصيات اين كامپوزيت است خواص PK شبيه SK است و قابليت ماشينكاري آن كمتر و مقاومت به خوردگي بالاتر در محيطها ي كلريدي قوي دارد. براي محيطهاي تحت سايش با تنشهاي بالا مثل اجزاء پمپ سوخت در موتورجت و در ريخته گري تحت فشار كاربرد فراواني دارد. 
۲) فروتيك MS-SA : از CS-40 چقرمگي بالاتر و سختي كمتري دارد و به شدت به دماي پير سازي حساس است.
۳) فروتيك HT-6A : مقاومت سايشي، خوردگي و اكسيداسيون بالا و قابليت كاركرد در دماي بالاي ۸۳۵ درجه سانتي گراد را دارد و مقاومت عالي در محيطهاي اكسيدي و احيايي خوردنده همراه با حفظ سختي و استحكام در دماي بالا دارد و كاربرد اين كامپوزيت تحت سايش در دماهاي بالا در حدود ۹۸۲ درجه سانتي گراد براي برخي ابزارها مي باشد.
۴) HT-2A : داراي ذراتي از جنس TiC در زمينه ابر آلياژ رسوب سخت شونده با پايه آهن- نيكل هستند. مقاومت اكسيداسيون و خوردگي آن شبيه HT-6A ولي تؤام با مقاومت در برابر تنش زياد و شوك حرارتي مي باشد.
۲-۴-۲- روشهاي ساخت فروتيك :
شكل (۵-۲) دسته بندي روشهاي توليد فروتيك بر اساس حالتهاي مختلف مواد اوليه را نشان مي دهد. [۱, ۳]
۱-۲-۴-۲- ساخت فروتيک به صورت غير همزمان :
مزايا:  اين روش آسان، انعطاف پذير و ارزان است . همچنين امكان ساخت قطعات نهايي و بزرگ و همينطور حذف مراحل ساخت ذرات تقويت کننده که در روشهاي ديگر وجود دارد ، تميز ماندن سطوح ذرات كه پيوند بين ذرات و زمينه را مستحكم تر مي كند، توزيع يكنواخت ذرات، تركنندگي بالاي ذرات در اين روش و ساخت فاز دوم با اندازه هاي بسيار ريز با شکل مشخص و عدم واكنش مخرب بين فاز دوم و مذاب، از مزاياي ديگر اين روش است. [۱و۳] 
معايب: سياليت پايين و درصد وزني TiC كه مي توان با اين روش در زمينه ايجاد كرد پايين است( حداكثر ۱۰% بدون اعمال فشار) و بالاي اين مقدار تا ۳۰ درصد حجمي به اعمال فشار نياز دارد[۴] و به علت مشكلاتي مثل ترشوندگي و سبكي TiC و امكان فلوته شدن آن و عيوبي مثل تخلخل ها در مواردي از آن استفاده نمي شود.[۱]
دسته بندي روشهاي مختلف:
الف) پراكنده كردن ذرات فاز دوم : [۱] 
۱- اكستروژن پيچشي
۲- Compo Casting :
 وارد كردن فاز دوم در حالت نيمه جامد يا خميري به زمينه در حالت دماي بين ليكوئيدوس و ساليدوس [۱,۵]
۳Stir Casting –  (همزني) :
وارد كردن فاز دوم در حالت مذاب. در اين حالت بايد ذرات بخوبي توسط مذاب، تر شود كه به عنوان آخال عمل نكند. براي اين كار از Ni يا Mg  كه تركيباتي با نقطه ذوب پايين تر ايجاد مي كنند استفاده مي كنيم. در اين مورد از همزني براي توزيع مناسب فاز سخت استفاده مي شود، هم زدن با روشهاي مكانيكي، مغناطيسي يا با ورود گاز خنثي انجام مي شود. اساس ترشوندگي جامد TiC  با مذاب توسط Delanny مورد مطالعه قرار گرفته که او پي برد كه نيروي رانش براي تر شدن ذرات توسط مذاب فلزي متأثر از كشش سطحي فاز مايع (LVγ) و استحكام فصل مشترك جامد/ مايع است كه بوسيله چسبندگي(W)  اندازه گيري مي شود: 

ө زاويه تماس است
  (5-2)  cosө)                                                                      (1+ LVγ W= 
تحقيقات صورت گرفته توسط Ranquist اثبات كرده است كه ترشوندگي بين ذرات TiC به تغييرات درصد Ti وC بستگي دارد. با تغيير نسبت C/Ti از ۱ تا ۴۹/۰ زاويه ترشوندگي بين TiC و به طور مثال مس ( زمينه ) از صفر تا ۱۰۸ درجه تغيير مي كند، يعني ترشوندگي عالي پيدا مي كند و هرچه پيوند اتمي در كاربيد قوي تر و پايدارتر باشد تمايل به ترشوندگي توسط مذاب كاهش مي يابد.
به علت ترشوندگي شيميايي TiC با زمينه استحكام بالا مي رود. به صورتيكه قسمتي از TiC هاي بعدي روي قسمتهاي حل نشده رسوب مي كند. [۵] 
معايب : كاهش سياليت ناشي از اضافه كردن TiC  و تنظيم متغيير هايي مثل سرعت و اندازه و محل همزن [۳ , ۱]
ب) روش پاششي 
۱) انجماد مايع: 
تزريق مذاب روي غلطكهاي سرد و توليد پودرهاي ورقه اي و عوامل مهم آن :
سرعت تبريدي غلطك ، سرعت حركت آن و مقدار موادي است كه روي آن مي ريزند. در نهايت، از اكسترود بيلت ساخته شده قطعه نهايي را مي سازد. [۱]
۲) OSpray : مذاب با فشار جت گاز خنثي به پودر تبديل مي شود ( اتميزه كردن مذاب همراه فاز دوم) و همزمان با آن برخورد با سطحي كه در اثر برخورد سبب جوش خوردن آنها مي شود و اين فرآيند به كنترل كردن  آنتالپي ذرات بستگي دارد و قطعاتي به شكل لوله توسط اين روش ساخته مي شود متغيرها عبارتند از : دماي آلياژ و سرعت جت گاز و دماي پايه فلزي است. در اين روش واكنش سطحي فازدوم و اتلاف آن به خاطر تزريق پودر سرد كاهش مي يابد. [۵ ,۱]
ج) تزريق مذاب فلزي 
۱) ريخته گري كوبشي :
مذاب توسط فشار هيدروليكي به داخل پيش سازه (Pre form) فاز دوم تزريق مي شود وقالب و پيش سازه هردو پيش گرم شده ( براي جلوگيري از انجماد سريع) 
متغيير هاي اين روش :
دماي پيش گرم ، فشار اعمالي به مذاب و دانسيته پيش سازه فاز دوم (بستر) [۱]
۲) موئينگي فشاري :
در اين مورد به جاي فشار هيدروليكي از فشار گاز استفاده مي شود، در مخزن تحت فشار بوته حاوي مذاب، و كوره اي وجود دارد كه يا به خلأ وصل مي شود يا به اتمسفر خنثي كه در هر دوي اين موارد تحت آن، مذاب به لوله اي كه در آن پيش سازه وجود دارد، نفوذ
 مي كند [۱] 
۳) Lanxide : پيش سازه اي از فاز دوم روي شمش آلياژ دوم قرار گرفته كه با گرم كردن بالاي دماي ذوب تحت اتمسفر خنثي N2 به داخل آلياژ نفوذ مي كند. آلياژ بايد قابليت تركنندگي بدون اعمال فشار براي ذرات سراميكي را داشته باشد كه دراين روش مزيتي دارد كه مي توان قطعات قطعات تمام شده را داشته باشيم و متغيير هاي اين روش :
دماي تزريق، اندازه ذرات، قابليت تركنندگي آلياژ
۲-۲-۴-۲ ساخت فروتيک به صورت همزمان (Insitu ) :
روشي است كه در آن ذرات فاز سخت به طور همزمان با ريخته گري در قطعه توليد مي شود.
الف) روش سنتز خود احتراقي( Synthesis Self Propagation High Temp.) يا (SHS) :
اولين بار در شوروي سابق براي ساخت تركيبات بين فلزي يا سراميكهاي دير گدازي استفاده شد [۳]  و روشي انفجاري براي توليد كاربيد ها و بُرايد ها و سيليسايد ها و… مي باشد.[۱] در توليد Fe-TiC با اين روش، از واكنشهاي زير استفاده مي شود:
  • بازدید : 51 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

‌‌‌‌زماني كه قرن بيستم آغاز شد،افراد معمولي بسيار سخت مي توانستند درك كنند كه خودروها وهواپيماها چگونه كار مي كنند·بهره گيري از انرژي اتمي فقط درحد تئوري وجود داشت و شايد اكنون نيز براي عده اي در ابتداي قرن بيست و يكم بسيار سخت باشد كه باور كنند بشر روبوتهاي ميكروسكوپي خواهد ساختو خط مونتاژ ميكروسكوپي داشته باشد·توليد چنين محصولات خارق العاده اي حاصل بخشي ازدانش بشري است كه به آن نانوتكنولوژي مي گويند·
بحث نانوتكنولوژي يكي ازرايج ترين مباحث در مجامع علمي دنيا ست و كشورهايي كه نتوانند در اين فن آوري موقعيت مناسبي بدست آورند،در آينده دربسياري زمينه هاازگردونه رقابت اقتصادي خارج مي شوند چرا كه ازجمله مهمترين شاخصه هاي قابليت اقتصادي درآينده،توانايي خروج موفقيت آميزازبحران انرژي است و ازنانوتكنولوژي به منزله سلاحي جديد براي مقابله با اين بحران ياد مي شود·
امروزه ازطرفي به دليل كاهش يافتن منابع اوليه انرژي هاي فسيلي دردنيا و از طرف ديگر به دليل ايجاد آلودگي هاي شديد زيست محيطي در اثر افزايش مصرف اين منابع،توجه خاصي به منابع جديد تامين انرژي مانند انرژي هاي خورشيدي، بادي و… مي شود· اما استفاده از اين منابع مستلزم دستيابي به
تكنولوژي تبديل كننده اين پتانسيل ها به انرژي هاي الكتريكي، مكانيكي و… است·(مثل پيلهاي سوختي سلهاي خورشيدي و…)
ازسوي ديگر، نانوتكنولوژي، به سبب بهبود كيفي ابزارها، مصرف كمتر مواد اوليه مصرف كمتر انرژي، كاهش توليد مواد زائد و افزايش سرعت توليد در كشورهاي پيشرفته به عنوان مهمترين روش توليد و ساخت اين ابزارها، مطرح است· همچنين به كمك اين فناوري گام هاي موثري در جهت كاهش آلودگي زيست محيطي حاصل از سوختهاي فسيلي برداشته شده است· از اين رو از مهمترين بسترهاي به كارگيري نانو تكنولوژي در ساخت و توليد مبدلهاي انرژي هاي نو(مثل سلهاي خورشيدي و پيلهاي سوختي)، كاهش آلاينده هاي زيست محيطي نيروگاه هاي گاز سوز(با استفاده از كاتاليست هاي احتراق)و افزايش راندمان اين نيروگاه ها(با بكارگيري نانوپوشش ها ونانومگنت ها) است·
‌پيشرفتهاي حاصله در زمينه نانوتكنولوژي(متالوژي)
تكنولوژي مواد يك تكنولوژي بنياني در زمينه فن آوري اطلاعات، حفاظت محيط زيست، بهينه سازي مصرف و توليد انرژي است·از سوي ديگر نانوتكنولوژي قابليت بالايي در اصلاح خواص مواد مورد مصرف و ابداع كاربردهاي جديد براي مواد با كنترل ريز ساختارآنها درابعاد بسياربسيار ريز دارد واز اين رومي توان ظهورآن را يك انقلاب بزرگ درآغاز قرن بيسست و

يكم دانست بطور كلي پيشرفتهاي حاصل از نانو تكنولوژي در شاخه متالوژي را مي توان به دو دسته تقسيم كرد:
الف)پيشرفتهاي حاصله درساخت و توليد
ب)پيشرفت هاي حاصله در تغيير خواص مواد مورد مصرف به كمك نانوتكنولوژي
پيشرفتهاي حاصله در ساخت و توليد
در شاخه ساخت و توليدامروزه مهمترين كارهاي انجام شده در زمينه توليد نانوذرات و نانو پودرهاست· نانوپودرها موادي هستند كه به علت دارا بودن خواص منحصر به فرد خود در نوع خاصي از توليد بنام«توليد پايين به بالا»مورد استفاده قرار مي گيرند·
درتوليد پايين به بالا به جاي اينكه ماده مورد نظر را از تراش دادن ماده توده اي بسازند،آن را از ذرات و مولكولهاي تشكيل دهنده اش مي سازند اين روش با روش معمولي(توليدازبالا به پايين) بسيارمتفاوت است زيرا درتوليد معمولي، حجم بسيارزيادي ازمواد زايد حاصل ازتراش دور ريخته مي شود ولي در توليد پايين به بالا، علاوه بر اينكه چنين مشكلي وجود ندارد، استحكام ماده توليدي نيزبه علت كم شدن نواقص ريزساختاري بالا مي رود·

‌‌‌پيشرفت هاي حاصله دربهبود خواص مواد با نانو ساختارسازي
محققان و دانشمندان علم مواد و فيزيك بر اين باورند كه بسياري از خواص فيزيكي مواد ارتباط تنگاتنگي با ريز ساختار ماده(آرايش اتمي، تركيب شيميايي و همگني آرايش كريستالي يك جامد در يك يا دو يا سه بعد)دارد· بديهي است با پذيرش چنين اصلي مي توانيم انتظار تغيير خواص فيزيكي يك جامد را دراثر تغيير يافتن يكي از پارامترهاي مذكور داشته باشيم· در ارتباط با نانومواد گزارشات متعددي درخصوص تغييرات خواص دراثراين تحولات ارايه شده است كه با توجه به كاربردهاي بسيار جالب آنها، تلاشهاي زيادي جهت درك پديده هاي نوظهورايجاد شده درحال انجام است درواقع تغييردر ساختار اتمي مواد، نقش تعيين كننده اي در كنترل خواص مواد نانوساختار دارد· به عنوان مثال كم شدن ابعاد دانه درحد نانومتراثر شديدي بر توليد و حركت نابجائي ها و در نتيجه افزايش چشمگير استحكام تسليم، سختي و چقرمگي دارد·همچنين مقاومت به سايش و خوردگي مواد نانوساختار از نمونه هاي معمول بيشتر است·
ريز ساختار نانومواد:
در يك تقسيم بندي كلي انواع مواد نانوساختار مي توانند بر اساس تركيب شيميايي كريستاليت ها يا مرز دانه ها، شكل بلوك ها و… در چهار گروه دسته بندي شوند· 



برا ساس این مدل در ساده ترین حالت ( گروه اول ) کریستالیتها و نواحی مرزی دارای ترکیب شیمیمایی یکسان هستند . مثل پلیمرهای نیمه هادی که درآنها لایه های کریستالی روی هم چیده شده ، توسط لایه های غیر کریستالی  جدا می شود . این کریستالیتها ، ساختار کریستالی متفاوت اما ترکیب شیمیایی یکسانی دارند . 
گروه دوم نیز مشابه گروه اول است با این تفاوت که علاوه برساختار کریستالی ترکیبی شیمیایی کریستالیتها نیز با یکدیگر متفاوت است . حالت سوم حالت یاست که یک کریستالیت غالب وجود دارد که بین دانه های آن مرزدانه است . در اینحالت یک نوع اتم یا مولکول در نواحی مرزی به گونه ای تجمع می یابد که هم تغییرات ساختاری و هم شیمیایی را به طور مضاعف داشته باشیم . نوع چهارم جامدهای نانوساختار ، می تواند به صورت توزیع کریستالهای نانومتری با اشکال مختلف ( نظیر صفحه ای ،میله ای و غیره ،) در یک زمینه با ترکیب شیمیایی متفاوت پدیدار شود ( مثل آلیاژهای رسوب سختی شده ) . بدین ترتیب با اعمال کنترلهای بسیار دقیق ، شاهده تأثیرات نانو ساختار سازی بر بهبود خواص مواد مورد استفاده بود . بکارگیر نانو تکنولوژی در پوشش قطعات داغ توربین های گازی قطعات داغ توربین های گازی زمینی از سوپر آلیاژهای گران قیمت ساخته می شوند که دوام خزشی نسبتا بالایی داشته باشند . هزینه تأمین مواد اولیه از یک سو و پیچیدگی روشهای تولید ، ماشین کاری و کنترل کیفی از سوی دیگر سبب شده است که این قبیل قطعات قیمت تمام شده بالایی داشته باشند . قطعات مذکور در تماس مستقیم با گازهای داغ هستند ودر اثر عوامل تخریبی مختلفی از جمله سوخت مورد استفاده شوکهای حرارتی و شرایط محیطی آسیب می بینند. آسیبهای وارده به صورت کاهش ضخامت و تضعیف فلز پایه به دلیل خوردگی داغ ، اکسیداسیون ، فرسایش و پوسته شدند یا افت خواص مکانیکی در اثر نفوذ عوامل مضربه داخل زمینه آلیاژ بروز می کند . در سه دهه گذشته تلاشهای زیادی برای افزایش مقاومت این آلیاژها انجام شده است تا بدین  وسیله افزایش توام با استحکام و مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی امکان بالا بردن دما جهت افزایش راندمان توربین فراهم شود و نیز بتوان از سوختهای ناخالص تر و ارزان تر برا ی احتراق استفاده کرد . افزایش مقاومت به خوردگی آلیاژ، با بهبود ترکیب شیمیایی ، اصلاح ریز ساختار ، کنترل دمای کاری و کاهش عوامل خورنده در محیط کاری صورت می گیرد . همچنین افزودن یکسری از عناصر مانند کروم و آلومینوم سبب افزایش مقاومت به خوردگی و اکسید اسیون می شود . اما افزودن این عناصر سایر خواص آلیاژ مثل استحکام و مقاومت ضربه را به شدت کاهش می دهد . از طرفی کاهش دمای کاری توربین ها ، راندمان را کاهش داده و مقرون به صرفه نخواهد بود .
 به منظورکاهش عوامل خورنده می توان از فیلتر کردن سوخت ، هوا و غیره استفاده کرد و لی حذف کامل این عوامل امکان پذیر نیست . از این رو جهت بر طرف کردن معظلات مذکور ، استفاده از پوشش مطرح شده که فلسفه آن طراحی سیستمی مشتمل از یک آلیاژ با استحکام بالا برای تحمل تنش ها و یک پوشش سطحی برای رسیدن به بالاترین خواص حفاظتی در برابر محیط باشد . 
از بین پوشش های مرسوم می توان به پوشش های سرامیکی ،  (تک فاز و کامپوزیتی ،) و پوشش های کروم سخت اشاره کرد . اما همه این روشها مشکلات مهمی دارند که باعث محدودیت در استفاده از آنها می شود . آبکاری کروم ، همراه با مواد سمی و خطرناک است و رفع آنها هزینه بسیار زیادی می طلبد ، از طرف دیگر پوششهای پاشش پلاسمایی سرامیکی ، قیمت کمتری نسبت به کروم سخت دارند ، اما تردند و چسبندگی خوبی با زمینه ایجاد نمی کنند . از این رو جایگزینی این پوشش ها با پوشش هایی که این مشکلات را نداشته باشند بسیار مورد توجه است و دربین راههای مختلف ، نانو ساختار سازی پوشش های سرامیکی از بهترین و جدیدترین شیوه ها محسوب می شود . با توجه با تأثیر بسزای بکارگیری نانو ساختار ها در بهبود خواص پوشش ها ، تا کنون تأثیر نانو ساختار ساز روی خواص پوشش های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است . در این میان نانو پوششهای سد حرارتی ( TBC) از اهمیت بسزایی جهت ایزوله کردن حرارتی اجزای داغ ، برخوردارند ، چراکه این
 پوشش ، فلز را ایزوله می کند و باعث می شود که بالاتر رفتن دمای کاری ، بازدهی موتور افزایش یابد ، دمای اجزای فلزی پایین تربیاید و درنتیجه زوال ، دیرتر صورت گیرد ، احتیاج کمتری به خنک کننده باشد و احتمال زوال حرارتی کم شود ، که اینها در مجموع منجر به بهبود کارآیی ، بازدهی بیشتر و طول عمر بیشتر اجزای موتور توربین های گازی می شود.
 پوشش های سد حرارتی نانو ساختار 
بر اساس تحقیقا بعمل آمده ، زوال پوششهای سد حرارتی در سیکل های حرارتی ، هنوز مشکل مهمی محسوب می شود که شدیداً عمر قطعه پوشش داده شده را کم می کند . این زوال ناگهانی معمولا بر اثر پوستهای شدن پوشش سرامیکی واقع می شود که با ریز کردن ابعاد ذرات و کریستالها در پوششهای نانو ساختار معضل مذکور برطرف می شود . عمده ترین روشی که برای پوشش سد حرارتی در حالت نانو ساختار بکار گرفته می شود . پوشش دهی  پلاسمایی است . 
اصول پوشش دهی پلاسمایی معمولی و نانو ساختار ، عملا تفاوتی با یکدیگر ندارند . مبانی پوشش دهی پلاسمایی بدین صورت است که یک گازخنثی از ناحیه ای که تخلیه الکتریکی شده ، عبور می کند و دمای آن بسیار بالا می ورد تا گاز یونیزه شود . گاز یونیزه شده از داخل یک نازل ، با نیروی بسیار وسرعت زیاد خارج شده ، از طرف دیگر ذرات پودری تغذیه در مسیر حرکت پلاسما قرار گرفته ، داغ و ذوب شده ، به طرف فلز پایه هدایت می شوند . نکته ای که در این راستا مطرح است این است که استفاده مستقیم از پودر باذرات نانو ، امکان پذیر نیست چون نانو ذرات نمی توانند با تزریق در ناحیه پلاسما به خوبی اسپری شوند چراکه اندازه این ذرات بسیار کوچک است و اندازه حرکت لازم برای رسوخ به پلاسما و ضربه زدن مناسب به سطح فلز پایه را ندارند از این رو تنها نکته این روش رعایت شرایط ویژه تهیه تغذیه مناسب برای پاشش به روی زمینه جهت رسیدن به پوشش های نانو ساختار است.
 در روش پوشش دهی ، پلاسمایی قطره های مذاب که روی فلز پایه یا پوشش منجمد شده قبلی پرتاب می شوند ، پس از انجماد مرزی با بخش منجمد شده تشکیل  می دهند که به آن مرز پرتابی گفته می شود . درنمونه های پاشش حرارتی شده معمولی ، نواحی مرزهای پرتابی مکان مناسبی برای رشد ترک هستند اما در پوششهای نانو ساختار ، مرزهای پرتابی توسط نواحی ذوب کامل نشده قطع می شوند و ترک از داخل مرزهای پرتابی رشد می کند که بارسیدن به این نواحی متوقف می شود و یا مسیرش منحرف می شود . علت بهبود سایش پوشش های نانو در مقایسه پوششهای معمولی این است که به دلیل ساده گی رشد ترک از مرزهای پرتابی . کنده شدن ذرات ماده در اثر سایش راحت تر واقع می شود در حالی که در مورد پوشش های نانو ساختار به دلیل ریز بودن ترک ها و منحرف یا متوقف شدن آنها در نواحی ذوب کامل نشده ، کنده شدن جسم به سختی صورت می گیردو مقاومت سایش بهبود می یابد . 
  • بازدید : 59 views
  • بدون نظر
دانلود رایگان تحقیق ریخته گری مداوم  ( مداوم ریزی )-خرید اینترنتی تحقیق ریخته گری مداوم  ( مداوم ریزی )-دانلود رایگان مقاله ریخته گری مداوم  ( مداوم ریزی )-تحقیق ریخته گری مداوم  ( مداوم ریزی )

این فایل در ۲۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

ریخته گری شمش ها به طریقه تکباری از نظر مشخصات متالوژیکی ، تکنولوژیکی و تولیدی دارای نارسایی ها و نقایص عمده ای است که تبدیل شرایط انجماد و افزایش کمیت و کیفیت تولیدی را ایجاب می نماید در ادامه برای آشنایی بیشتر شما با فایل توضیحات مفصلی می دهیم 

خواص شکل پذیری مکانیکی آلیاژها ، مستقیماً  ” به نرمش Ductility  و تا و Strength   آنها بستگی دارد و این دو مشخصه نیز شدیداً ” تحت تاثیر ساختار شمش ، همگنی و یا ناهمگنی  دانه های بلوری ، مک حفره و جدایش قرار دارد . مهمترین مشخصات مورد لزوم در ساختار شمش ها عبارتند از :

الف ) ریز بودن دانه ها

ب ) گرایش دانه ها از ستونی به محوری

پ ) همگن و هم اندازه بودن دانه ها

ت ) نازک بودن مرز دانه ها

ث ) همگنی شیمیایی و فقدان جدایش های مستقیم یا معکوس

ج ) کاهش مک انقباضی و نایچه

چ ) همگنی در اندازه ، شکل و پخش مک های انقباضی

ح ) کاهش  مک های انقباضی پراکنده

خ ) کاهش و حذف مک های گازی و ریز مک ها

د ) حذف و کاهش ترک های درونی و سطحی

ذ ) کاهش مقدار آخال و سرباره

از مباحث قبل و آنچه که در فصول مربوط به انجماد گفته شده است ، چنین استنتاج می گردد که عیوب و نارسایی های متالولوژی ، ناشی از فقدان شرایط لازم برای سرد کردن و قدرت سرد کنندگی قالب ها می باشد که نوع آلیاژ و شکل و اندازه شمش نیز در حصول به نتیجه دلخواه اثرات قابل توجهی دارند. از نظر تکنولوژیکی و تولیدی نیز ، کندی و آهستگی ، نیاز به مکان و فضای وسیع ، دور انداز و برگشتی ها ی شمش ( در هر دو قسمت فوقانی و تحتانی ) افزایش تعداد کارگر و محدودیت در اندازه شمش ، عوامل دیگری محسوب می شوند که روشهای تکباری را محدود و برای صنعت پویای امروز نا کافی میسازند.

تحلیل عملی معایب و نیاز روز افزون به افزایش تولید ، به اصلاحاتی در روش های تکباری منجر گردید که نیازمندی های علمیو تولیدی را کفایت نمی نمود. روش ریخته گری مداوم و یا شمش ریزی مداوم بر اساس سرد کردن مستقیم تختال یا شمشال ، با طول های تقریباً محدود و زمان بار ریزی  نامحدود  ، فرآیند جدیدی است که قسمت اعظم نیازمندیهای فوق را برآورده ساخته و گسترش تکنولوژیکی و متالوژیکی آن هنوز ادامه دارد .

هر گاه روش یا فرایند جدیدی وارد صنعت گردد ، سال های متمادی ، بدون آنکه طرح اصلی و مکانیسم عمده آن تغییرات فاحشی پیدا کند ، مشمول تحقیقات وسیعی از دیدگاههای مختلف می گردد که به تحصیل محصولاتب بهتر و برتر می انجامد ، مانند تغییر مواد قالب ، سیستم خنک کنندگی ، مبرد و آبگرد که در شمش ریزی تکباری انجام گرفته است . هنگامی میرسد که طرحی کاملاً جدید و فکری نو و سیستمی کاملاً‌ متفاوت ابداع و اظهار می شود . در این حال ، چنانچه روش جدید ، بتواند نظر محققان و تولید کنندگان دیگر را جلب کند و یا پیش بینی تحول های جدیدی بر آن مترتب شود ، مسید تحقیقات و بررسیهای به طرف سیستم جدید گرایش یافته و کلیات آنها در روش جدیدی متمرکز می گردند . بدیهی است گاه ممکن است یک نظریه و یا طرح جدید ، برای سالیان دراز مسکوت بماند ولی چنانچه آن طرح بر موازین علمی استوار باشد و شرایط لازم عملی را در نیازهای صنعتی پیدا کند از لابلای تاریخ علمی بیرون کشیده می شود .

تغییر روش شمش ریزی از تکباری به مداوم ، شاهدی بر بیان فوق است ، زیرا تا قبل از آشنایی با مزایای ریخته گری مداوم ، شاهدی بر بیان فوق است ع زیرا تا قبل از آشنایی با مزایای ریخته گری مداوم ، همواره تحقیقات در اجزاء روش تکباری از نظر قالب ، انداز ته سر ، روش سرد کنندگی ، سیستم آبگرد ، و نظایر آن بعمل می آید و موفقیت هایی را نیز ره دنبال داشت . پس از تدوین علمی و استخراج نتایج تولیدی شمش ریزی مداوم تقریباً بیشتر تحقیقات و هزینه های مربوط متوجه این روش گردید در حالیکه استفاده از روشهای شناخته شده تکباری هنوز در مقیاس وسیعی ادامه دارد .

شمش ریزی مداوم ، روش جدیدی است که هر جند ایده و طرح های اولیه آن ره زمان بسمر “Bessemer”  و سال های ۱۸۴۰-۱۸۵۰ مربوط می شود ، ولی عمر کاربردهای صنعتی آن از ۵۰ سال بیشتر نیست . از طرف دیگر ، گشترش تکنولوژی جهانی  سبب شده است که تحقیقات و طرح های مستقلی در کشورهای جهان ارائه شود و تنوع فاحشی را در انواع روش های ریخته گری مداوم پدید آورد بطوریکه مجموع طرح های ثبت شده در این مورداز ۵۰۰ نوع نیز متجاور

 

۳-۲-۸ : مکانیسم سرد کردن

در حقیقت مهم ترین وجه تمایز روش های مداوم ریزی بر روش های تکباری ، سرد کردن سریع و گاه بدون واسطه شمش یا محصول است که عمده مختصات متالوژیکی از این مکانیسم ناشی می گردد . استفاده مستقیم از آب جاری ، آب فشان آب اتمیزه ( پودر شده ) ، مخلوط آب و روغن مهمترین روش های سرد کنندگی را حاصل نموده اند ، در این حال استفاده از قالب یا هر محفظه نگاهدارنده به منظور انجماد اولیه و ایجاد استحکام در پوسته لازم به نظر می رسد . در حقیقت تنوع قالب و مکانیسم های سرد کردن را نمی توان از هم تفکیک نمود از هم تفکیک نمود چه تاثیرات هر یک بر دیگری کاملاً به اثباط رسیده است . تاثیر قالب و یا هر محفظه نگاهدارنده در انجماد اولیه و تا و پوسته کاملاً شناخته شده است و در برخی از موارد کل انجماد در برخوردهای مذاب و قالب انجام میگیرد و قسمتهایی جزیی و درونی به سرد کنندگی شدیدی نیاز ندارند . در هر صورت حرارتی ، تاو ، و مقاومت به فرسایش و خورندگی در قالب ها از اهمیت ویژه ای برخور دارند . ولی در شمش های حقیقی عموماً سیستم سرد کنندگی ثانویه ، همراه با سیستم اولیه ” قالب ” شرایط تکمیلی فرایند انجماد را حاصل می کنند .

با توجه به آنکه شمش ها ة عموماً محصول نیمه تمام تعریف شده اند و همواره پس از ریخته گری تحت عملیات مکانیکی نورد ، پتکاری ، فشار کاری ة مفتول کشی و … قرار می گیرند ، در بسیاری از واحدهای تولیدی ، روش کار به گونه ای است که شمش قبل از سرد شدن کامل به قسمت نورد که در ادامه واحد ریخته گری قرار دارد منتقل شده و تمام و یا قسمتی از تغییر شکل بر روی آن انجام می گیرد . کاربرد همیشگی شمش ها در تغییر شکل ها و بخصوص تغییر شکل و نورد های منجر به تهیه ورق ، صفحه و تسمه باعث گردیده است که از نظر طراحی و تولیدی سعی شود که فاصله قسمت شمش ریزی و نورد کوتاه شده و حتی در هم ادغام شوند همین موضوع به طرح های مداوم ریزی در قالب های دورانی متحرک ، تسمه ریزی و ورق ریزی مستقیم منجر گردیده که در همین فصل درباره آنها سخن گفته خواهد شد و در همین حال وجه تمایز کاربرد ریخته گری مداوم و یا مداوم ریزی با شمش ریزی مداوم  مشخص خواهد شد .

۴-۲-۸ : مکانیسم حرکت

بیرون کشی مداوم شمش یا صفحه از قالب ، طرح ها و روش های گوناگونی را پدید آورده است . در انواع طرح های موجود و ماشین های مورد استفاده می توان به دو روش اساسی اشاره کرد که بر مبنای قالب ثابت و قالب متحرک طراحی شده اند . در قالب ثابت ، بیرون کشی شمشال یا تختال ، متضمن استفاده  از سیستم های هیدرولیکی ، غلتکی و چرخ دنده  ای است در حالیکه در قالب متحرک ، حرکت نسبی قالب و شمش ، باعث می گردد که شمش یا صفحه در مراحل اولیه همراه با قالب و پس از زمان معین که به چرخه ” Cycle ” مربوط است توسط مکانیسم های دیگر بیرون کشیده شود .

۵-۲-۸ :مکانیسم جدا کردن و انتقال

در مداوم ریزی بر حسب طول شمشال یا تختال و یا تعیین زمان انجماد کامل قطعه ، فضای اضافی برای حرکت محصول لزوم پیدا می کند . هر گاه حرکت مستقیم عمودی یا افقی باعث گسترش فضای طولی یا عمقی گردد ، ممکن است تغییراتی را در جهت حرکت ایجاد نمایند . پس از آنکه طول لازم شمشال تعیین گردید ، بریدن و جدا کردن ، با وسایل مختلف برشی انجام گرفته و سپس محصول به قسمتهای دیگر انتقال می یابد . در تسمه ریزی و ورق ریزی ، برش قطعه با طولی معین لزومی نداشته و عموماً ” صفحات را ” قرقره ” نموده و برش و تعیین اندازه های مناسب در نورد انجام می گیرد .

۳-۸ : تاریخچه تحولات در مداوم ریزی :

مداوم ریزی رشته ای جدید در صنایع ریخته گری و ذوب محسوب می شود و آغاز تاریخ آن را عموماً ” به زمان ” هانری بسمر ” Bessemer ” و سال ۱۸۴۶ مربوط می سازند ، در حایکه در این مورد اختلاف نظرهای جزیی نیز وجود دارد و برخی G.Sellers  در سال ۱۸۴۰ و عده ای  John Laing  در سال ۱۸۴۳ را پایه گذار صنایع مداوم ریزی محسوب داشته اند . مسلم آنکه بسمر در سال ۱۸۴۶ ، عقاید و اصول طرح را حداقل به مدت ۳۰ سال بدون توجه بر کنار ماند ، امروزه می توان مادر صنعت صفحه ریزی و تسمه ریزی و حتی شمش ریزی مداوم دانست که بدون نیاز به قالب معین و معمول ، مستقیماً ورق یا تسمه را تولید می کند .

طرح بسمر مطابق شکل ۱-۸ و ۲-۸ بر اساس بار ریزی در بین دو غلطک آبگرد و بیرون کشی ورق یا تسمه قرار داشت . نکته مهم در طرح بسمر ، ترکیب و تلفیق مناسب و توامی ریخته گری و نورد می باشد و بدینگونه بسمر در مقیاس کوچک تولیدی به تهیه ورق دست یافت که از نظر اقتصادی و تجهیزات تولیدی زمان نمی توانست مورد توجه قرار گیرد بسمر معتقد بود که روش نورد شیشه در حال خمیری می تواند بسهولت برای فلزات زود ذوب نظیر سرب و قلع به کار برد و آزمایشات خود را را بر این اساس شروع نمود و حدود ۱۰ سال بعد موفق به تهیه ورق اهنی به طول یک متر گردید .

روش بسمر در سال ۱۸۷۲ بوسیله W.Wiknson و Ge.Taylor‌ و در سال ۱۸۷۴ بوسیله Goodale J. با طرح ماشین تسمه ای و بارریزی در فاصله بین دو نوار فولادی تغییر گردید و در سال ۱۸۸۵ توسط Lyman  به بارریزی بین تسمه و غلطک ( فولادی ) تبدیل یافت ، در سال ۱۸۷۹ توسط Tasker‌ روش جدیدی را که به جای تولید ورق و تسمه به تولید شمشال و تختال می انجامید پایه گذاری نمود که از آن به عنوان اولین نمونه های شمش ریزی حقیقی یاد می شود . در این روش مذاب در یک قالب باز با سیستم آ بگرد ریخته شده و با رریزی و بیرون کشی قطعه مداوماً انجام می گیرد. روش تاسکر توسط دیگران و از جمله Trots در قرن نوزدهم و توسط jonghouns و Rossi‌و kondic و walone ‌ در سالهای ۱۹۳۰ و ۱۹۵۰ تعقیب و اصلاحیه های یا تغییراتی بر آن مترتب گشت که امروزه تحت عنوان شمش ریزی مداوم و نیمه مداوم یکی از مهمترین روش های تولید شمش را در بر می گیرد .

در سال ۱۸۹۸ H.W.lash  روش جدید شمش ریزی مستقیم از کوره را ابداع نمود که توسط Eldred و بسیاری دیگر از پژوهشگران تعقیب گردید . این روش تحت عنوان شمش ریزی بسته یا افقی  Closed Mould c.c.‌ مورد استعمال متعدد یافته است . تاریخچه مختصر فوق نمایانگر  آن است که فقط تا سال ۱۹۰۰ تکنیک و روش های متفاوتی در مداوم ریزی پدید آمده است . و تکامل و گسترش تکنیک و روش آن هنوز ادامه دارد در شکل ۳-۸ نمایی از روش های متفاوت تلخیص شده است که در هر صورت مجموعه روش های موحود را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود :

اول : مداوم ریزی در قالب های متحرک و دوار تسمه ریزی روشهای بسمر لیمال و …

دوم: مداوم در قالب های ثابت باز با سیستم آبگرد و عموماً خنک کنندگی ثانویه که شمش ریزی در قالب و یا به اختصار شمش ریزی مداوم نامیده می شود .

روش های تاسکر و تروتس  و …

سوم : مداوم ریزی در قالب های ثابت بسته که قالب در قسمت تحتان کوده  ذوب قرار گرفته است . روشهای Atha . Eldred‌ و ..

چهارم : روش مستقیم با بیرون کشیدن ورق میله از پاتل مذاب ‍ روش Lash‌ و..

با ید توجه داشت که گروه بندی فوق پایان یافته نیست و به گونه ای در آخر همین فصل اشاره خواهد شد . روشهای جدید دیگری نیز در تولید بکار می رود که هنوز وسعت کافی نیافتهاند علاوه بر آن هر یک از گروههای چهار گانه فوق خود نیز به دسته های کوچکتر تقسیم شده ند  که به طور اختصار و در حد یک شناسایی مقدماتی معرفی می شود.

  • بازدید : 72 views
  • بدون نظر

این فایل قابل ویرایش می باشد ودر موارد زیر تهیه شده:

تعریف کامپوزیت 
معمولا یک ماده کامپوزیت را به صورت یک مخلوط فیزیکی در مقیاس ماکروسکوپیک ازدو یا چند ماده مختلف تعریف می کنند که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خودرا حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل می دهند.این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها خواص بهتری از هریک از اجزای تشکیل دهنده خودرا دارا می باشد.در کامپوزیت عموما دو ناحیه متمایز وجود دارد.

۱- فاز پیوسته (ماتریس)
۲-فاز ناپیوسته(تقویت کننده)
در یک کامپوزیت به طور کلی الیاف،عضو بار پذیر اصلی سازه هستند در حالیکه ماتریس آنها رادر محل وآرایش مطلوب نگاه داشته وبعنوان یک محیط منتقل کننده بار بین الیاف عمل می کند،به علاوه آنهارااز صدمات محیطی دراثربالارفتن دما ورطوبت حفظ می کند.
تقسیم بندی مواد کامپوزیت
۱) کامپوزیت های زمینه سرامیکی ( CMC )
۲) کامپوزیت های زمینه فلزی ( MMC)
۳) کامپوزیت های زمینه پلیمری ( PMC ) : که رایجترین دسته کامپوزیت هستند و بیش از ۹۰ درصد مصرف جهانی کامپوزیت را به خود اختصاص داده اند.
نقاط قوت کامپوزیتها 
•         وزن کم این مواد در عین بالا بودن نسبت مقاومت به وزن آنها (حتی تا ۱۵ برابر برخی از فولادها ).
•         مقاومت بالا نسبت به خوردگی.
•         وجود روش های مختلف ساخت و امکان تولید اشکال پیچیده و متنوع

مهمترین موارد کاربرد کامپوزیت
سابقه استفاده از کامپوزیت‌های پیشرفته به دهه‌ ۱۹۴۰ باز می‌گردد. در آن زمان ارتشهای آمریکا و شوروی سابق در رقابتی تنگاتنگ با یکدیگر ، موفق به ساخت کامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور – رزین اپوکسی برای  استفاده در صنعت هوا فضا شدند. ۲۰ تا ۳۰ سال پس از آن ، کامپوزیت‌های پایه پلیمری بطور گسترده‌ای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند. بطور مثال امروزه خودروهایی ساخته می‌شود که تماماْْ کامپوزیتی هستند. استفاده از کامپوزیت‌ها در این کاربرد به علت ویژگیهایی چون وزن کمتر، در نتیجه سوخت کمتر و عمر طولانی‌تر آنهاست.
مواد کامپوزیت تقویت شده با الیاف ،ترکیبی از مقاومت کششی ومدول بهتر نسبت به مواد فلزی را دارند وبعلت پایین بودن وزن مخصوص نسبت به وزن (مقاومت کششی ویژه) نسبت مدول به وزن (مدول ویژه)، مواد کامپوزیت به طور مشخص بهتراز موادفلزی هستند ودر بسیاری از کاربردهایی که کاهش وزن سازه از اهمیت برخوردار است میتواندد جایگزین فلزات شوند.
با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط‌های  خورنده،  این کامپوزیت‌ها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت  بدنه قایقها و کشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود ۶۰% صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است. صنعت ساختمان وصنایع مرتبط باآن پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است که در فصل ۳ با برخی از آنها بیشتر آشنا میشویم. ساخت بدنه هواپیما.ساخت پره های توربین بادی و پره های هلی کوپتر وپوشش رادار هواپیمااز کاربردهای کامپوزیت در صنعت هوافضا است. این مواد در صنعت نفت وگاز نیز به منظور ترمیم  وتقویت  سازه های فرسوده و ترمیم لوله های فرسوده  نفت و گاز . عایق توربین به کار میروند..(کامپوزیت ها با توجه به ساختار شبکه ای و طولی ای که دارند گرما را فقط در جهت طولی منتقل می کنند و نه عرضی بنا بر این به عنوان عایق گرما برای دیواره  توربین ها  مناسب می باشند. – نقل قول  از دکتر مظاهری رئیس گروه آیرودینامیک وپیشرانش دانشکده هوا-فضای شریف.)
مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور
مصرف سرانه مواد کامپوزیتی در کشور یک دهم سرانه مصرف در کشورهای پیشرفته است و  سالانه بیش از۶ میلیون تن مواد کامپوزیتی به ارزش ۱۴۵ میلیارد دلار در صنایع مختلف جهان مصرف می‌شود. به گفته دکتر مهرداد  شکریه، رئیس موسسه کامپوزیت ایران و عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت:“ سرانه مصرف کامپوزیت  در کشورهای  پیشرفته  جهان ۳ کیلوگرم  است در حالی که این سرانه در کشور ماتنها ۳/۰کیلوگرم است ولی درعین حال ایران از نظر سرانه مصرف مواد کامپوزیتی، همرده کشورهای آسیایی قرار دارد. علت پایین بودن سرانه مصرف مواد کامپوزیتی در این قاره وسعت این قاره و نیز وجود کشورهای فقیردر این منطقه است، در عین حال کشور ژاپن با سرانه ۵/۴ کیلوگرم در سال به عنوان نمونه‌ای از یک کشور آسیایی پیشرفته با مصرف سرانه مواد کامپوزیتی است“

کامپوزیت های زمینه فلزی
كامپوزيت هاي زمينه فلزي را مي توان به طرق مختلف دسته بندي كرد. يك دسته بندي بر اساس نوع و ميزان اجزاي تقويت كننده ي موجود و ذرات، لايه ها و رشته ها و نيز مواد مركب نفوذي صورت مي گيرد (شكل۳-۱) مواد كامپوزيتي رشته اي خود مي توانند به حالاتي چون مواد كامپوزيتي رشته اي پيوسته (تك يا چند رشته اي) و رشته هاي زير يا مواد كامپوزيتي طره اي (مودار) تقسيم شوند. (شكل ۴-۱)

عتیقه زیرخاکی گنج